Mác thép là gì? Mác thép là ký hiệu theo tiêu chuẩn kỹ thuật cho biết loại thép và các tính chất đã được bảo đảm của nó, quan trọng nhất là giới hạn chảy, giới hạn bền kéo, độ giãn dài và giới hạn thành phần hóa học. Với thép xây dựng ở Việt Nam, các mác thường gặp là CB240-T, CB300-V, CB400-V, CB500-V theo TCVN 1651:2018, bên cạnh SD295, SD390 của Nhật Bản, Grade 60 của Mỹ và SS400 cho thép kết cấu. Bài viết này giải thích cách đọc từng ký hiệu dựa trên nội dung tiêu chuẩn, kèm bảng cơ tính, cách đọc mác trên thân cây thép và cách chọn đúng mác cho công trình.
Mác thép là gì?
Mác thép (steel grade) là tên gọi quy ước của một loại thép trong một tiêu chuẩn nhất định. Mỗi mác đi kèm một bộ yêu cầu mà nhà sản xuất phải đạt, thường gồm:
- Giới hạn chảy: mức ứng suất mà thép bắt đầu biến dạng dẻo, là thông số kỹ sư dùng để tính toán kết cấu.
- Giới hạn bền kéo: ứng suất lớn nhất thép chịu được trước khi đứt.
- Độ giãn dài: mức thép kéo dài được trước khi đứt, thể hiện độ dẻo.
- Thành phần hóa học: giới hạn carbon, mangan, phốt pho, lưu huỳnh và đương lượng carbon, liên quan đến khả năng hàn.
- Yêu cầu thử uốn và các yêu cầu khác tùy tiêu chuẩn.
Vì vậy cùng là “thép phi 16” nhưng mác CB300-V và CB400-V là hai sản phẩm khác nhau về khả năng chịu lực và giá. Cần phân biệt mác thép với mác bê tông (như M250, B20): mác bê tông nói về cường độ chịu nén của bê tông, còn mác thép nói về thép.
Phân loại mác thép theo nhóm vật liệu
| Nhóm | Mác thường gặp | Dùng cho |
|---|---|---|
| Thép cốt bê tông | CB240-T, CB300-V, CB400-V, CB500-V; SD295, SD390; Grade 40, Grade 60 | Cốt thép móng, cột, dầm, sàn |
| Thép kết cấu thông thường | SS400, Q235B, A36, CT3 | Thép tấm, thép hình, bản mã |
| Thép kết cấu cường độ cao | Q345B/Q355B, A572 Gr.50, SM490 | Dầm, cột chịu lực lớn |
| Thép carbon chế tạo máy | C45, S45C | Trục, bánh răng, chi tiết máy |
| Thép không gỉ | 201, 304, 316 | Lan can, thiết bị thực phẩm, hóa chất |
Thép xây dựng và thép kết cấu thuộc nhóm thép carbon thông dụng; khi thêm các nguyên tố như crom, niken, molypden ta có nhóm thép hợp kim, trong đó thép không gỉ (inox) là trường hợp đặc biệt với hàm lượng crom cao.
Ý nghĩa ký hiệu CB300-V, CB400-V theo TCVN 1651-2:2018
Bộ tiêu chuẩn TCVN 1651:2018 gồm phần 1 cho thép thanh tròn trơn và phần 2 cho thép thanh vằn. Theo chú thích trong tiêu chuẩn:
- “CB” là viết tắt của cốt bê tông (một số tài liệu giải thích là “cấp độ bền”, nhưng tiêu chuẩn ghi rõ là cốt bê tông).
- Ba chữ số là giá trị quy định của giới hạn chảy, tính bằng MPa: 300, 400, 500, 600.
- “V” là thép thanh vằn, “T” là thép thanh tròn trơn.
Ví dụ CB400-V là thép thanh vằn dùng làm cốt bê tông, giới hạn chảy tối thiểu 400 MPa. Tiêu chuẩn còn quy định cách ghi quy ước đầy đủ theo thứ tự: loại thép, số hiệu tiêu chuẩn, đường kính, mác thép, ví dụ “Thép cốt bê tông TCVN 1651-2 – 12 CB500-V”.
Bảng cơ tính thép thanh vằn (TCVN 1651-2:2018)
| Mác thép | Giới hạn chảy tối thiểu (MPa) | Giới hạn bền kéo tối thiểu (MPa) | Độ giãn dài A tối thiểu | Agt tối thiểu |
|---|---|---|---|---|
| CB300-V | 300 | 450 | 16% | 8% |
| CB400-V | 400 | 570 | 14% | 8% |
| CB500-V | 500 | 650 | 14% | 8% |
| CB600-V | 600 | 710 | 10% | 8% |
Agt là độ giãn dài tổng ứng với lực lớn nhất, thể hiện độ dẻo của thép; tiêu chuẩn khuyến nghị dùng Agt nếu hai bên không có thỏa thuận khác.
Thành phần hóa học và khả năng hàn
Mác càng cao, tiêu chuẩn càng khống chế chặt thành phần hóa học để bảo đảm thép vẫn hàn được:
| Mác thép | C tối đa | Mn tối đa | P, S tối đa | CEV tối đa |
|---|---|---|---|---|
| CB300-V | Không quy định | Không quy định | 0,050% | Không quy định |
| CB400-V | 0,29% | 1,80% | 0,040% | 0,56 |
| CB500-V | 0,32% | 1,80% | 0,040% | 0,61 |
| CB600-V | Không quy định | Không quy định | 0,040% | 0,63 |
CEV là đương lượng carbon, tính từ hàm lượng C, Mn, Cr, V, Mo, Cu, Ni; CEV càng thấp thép càng dễ hàn. Tiêu chuẩn ghi rõ mác CB600-V không được dùng để hàn.
Yêu cầu thử uốn
Khi người mua yêu cầu, mẫu thép phải uốn được đến 160 đến 180 độ quanh gối uốn mà không gãy, không nứt nhìn thấy bằng mắt thường. Đường kính gối uốn theo mác và đường kính thanh:
| Mác thép | d ≤ 16 mm | 16 < d ≤ 32 mm | 32 < d ≤ 50 mm |
|---|---|---|---|
| CB300-V | 3d | 6d | 7d |
| CB400-V | 4d | 6d | 7d |
| CB500-V | 5d | 6d | 7d |
Đây cũng là lý do “bẻ thử bằng tay” không phải cách kiểm tra mác thép: thử uốn phải làm trên gối uốn đúng đường kính quy định.
Thép thanh tròn trơn (TCVN 1651-1:2018)
Thép tròn trơn, thường là thép cuộn Ø6, Ø8 dùng làm thép đai, thép sàn, có các mác CB240-T, CB300-T và CB400-T. Mác CB240-T có giới hạn chảy tối thiểu 240 MPa, giới hạn bền 380 MPa, độ giãn dài 20%; mác CB300-T tương ứng 300 MPa, 440 MPa và 16%.
Cách đọc mác thép trên thân cây thép
TCVN 1651-2:2018 yêu cầu tất cả thanh thép vằn phải được ghi nhãn ngay trong quá trình cán theo thứ tự: logo hoặc tên nhà sản xuất, ký hiệu mác thép, ký tự “d”, đường kính danh nghĩa. Mác thép được ghi đầy đủ (CB300, CB400, CB500) hoặc rút gọn (CB3, CB4, CB5). Ví dụ “ABCDE CB4 d 20” là thép của nhà sản xuất ABCDE, mác CB400-V, đường kính 20 mm.
Một số ví dụ thực tế theo công bố của các nhà sản xuất:
| Thương hiệu | Cách thể hiện trên thân thép |
|---|---|
| Hòa Phát | Logo ba mũi tên, chữ HOA PHAT, ký hiệu mác (CB3, CB4, CB5) và đường kính; xem ký hiệu CB3, CB4 trên thép Hòa Phát |
| Thái Nguyên (TISCO) | Logo, chữ TISCO, mác và đường kính, ví dụ “TISCO CB3 d20” |
| Việt Ý | Chữ VIS, mác và đường kính, ví dụ “VIS CB5 d36” |
| Pomina | Hình trái táo và đường kính một mặt, mác thép mặt đối diện; bó thép sơn màu theo mác, xem màu sơn mác thép của Pomina |
| Việt Nhật (Vina Kyoei) | Dấu hoa mai nổi kèm đường kính; xem dấu hoa mai của thép Vina Kyoei |
Ngoài dấu trên thân thép, tiêu chuẩn yêu cầu mỗi bó có nhãn ghi tên nhà sản xuất, số hiệu tiêu chuẩn, mác thép, đường kính, số lô, tháng năm sản xuất và số mẻ nấu. Kết quả thử thực tế của lô hàng nằm trong chứng chỉ chất lượng (CQ) của lô thép.
Mác thép theo tiêu chuẩn Nhật, Mỹ, Anh
Nhiều dự án, đặc biệt dự án vốn nước ngoài hoặc thép xuất khẩu, dùng mác theo tiêu chuẩn nước ngoài. Các nhà máy lớn trong nước cũng sản xuất theo những tiêu chuẩn này.
| Tiêu chuẩn | Mác | Giới hạn chảy (MPa) | Giới hạn bền kéo (MPa) |
|---|---|---|---|
| JIS G3112 (Nhật) | SD295A | ≥ 295 | 440 đến 600 |
| SD345 | 345 đến 440 | ≥ 490 | |
| SD390 | 390 đến 510 | ≥ 560 | |
| SD490 | 490 đến 625 | ≥ 620 | |
| ASTM A615 (Mỹ) | Grade 40 | ≥ 280 | ≥ 420 |
| Grade 60 | ≥ 420 | ≥ 620 | |
| Grade 75 | ≥ 520 | ≥ 690 | |
| BS 4449 (Anh) | B500B | ≥ 500 | Theo tỷ số bền/chảy quy định |
Lưu ý mác JIS có cả giới hạn chảy tối đa (ví dụ SD390 từ 390 đến 510 MPa), còn mác TCVN chỉ quy định mức tối thiểu. Các mác có cường độ gần nhau như CB300-V với SD295A, CB400-V với SD390 hay Grade 60 thường được xem là “tương đương” khi so sánh, nhưng không thay thế tự do được vì yêu cầu độ dẻo, thử uốn và hệ kích thước có thể khác. Thép theo JIS còn có hệ đường kính riêng, ví dụ D25 theo JIS là 25,4 mm. Tìm hiểu thêm ASTM là gì và cách đọc mã tiêu chuẩn thép Mỹ.
Mác thép kết cấu: SS400, Q235B, CT3, Q355
Với thép tấm, thép hình, thép hộp dùng cho kết cấu thép, mác thép cũng được đọc theo giới hạn chảy hoặc giới hạn bền:
- SS400 (JIS G3101): “SS” là thép kết cấu, “400” là giới hạn bền kéo tối thiểu 400 MPa; giới hạn chảy 245 MPa với thép dày đến 16 mm. Chi tiết trong bài thép SS400 dùng cho kết cấu.
- Q235B (GB/T 700, Trung Quốc): “Q” là giới hạn chảy, 235 MPa; chữ cái cuối chỉ cấp chất lượng.
- CT3 (tiêu chuẩn Nga): mác thép carbon thông dụng lâu đời ở Việt Nam, cùng nhóm cường độ với SS400; xem thêm mác thép CT3.
- Q355B (GB/T 1591): thép cường độ cao, giới hạn chảy 355 MPa, thay cho tên gọi Q345 trong phiên bản 2018; xem mác Q355.
Tại sao phải chọn đúng mác thép?
- Dùng mác thấp hơn thiết kế: cốt thép không đủ khả năng chịu lực như kỹ sư đã tính, kết cấu có thể võng, nứt, mất an toàn. Đây là sai lầm nguy hiểm nhất.
- Tự ý đổi sang mác cao hơn: tưởng là an toàn hơn nhưng mác cao cứng hơn, cần gối uốn lớn hơn khi gia công, yêu cầu neo, nối và khả năng hàn có thể khác. Việc thay thế cần kỹ sư thiết kế chấp thuận.
- Chi phí: mác cao thường có đơn giá cao hơn; chọn đúng mác giúp không lãng phí.
Không có quy tắc cố định kiểu “nhà dưới bao nhiêu tầng thì dùng mác nào”. Trong thực tế, thép đai và thép sàn thường dùng CB240-T hoặc CB300-T, thép chịu lực nhà dân thường dùng CB300-V hoặc CB400-V, còn công trình cao tầng, cầu thường dùng CB400-V, CB500-V; nhưng quyết định cuối cùng luôn theo bản vẽ kết cấu.
Kiểm tra mác thép khi mua hàng
- Đọc ký hiệu trên thân thép: logo nhà sản xuất, mác (CB3, CB4, CB5…) và đường kính phải đúng với đơn hàng.
- Đọc nhãn bó: mác thép, tiêu chuẩn, số lô, tháng năm sản xuất phải khớp với dấu trên thân thép.
- Đối chiếu chứng chỉ chất lượng: giới hạn chảy, giới hạn bền, độ giãn dài của lô phải đạt tối thiểu theo bảng ở trên.
- Cân kiểm tra khối lượng: so với khối lượng thép theo đường kính để phát hiện thép thiếu khối lượng.
- Công trình quan trọng: lấy mẫu gửi phòng thí nghiệm thử kéo, thử uốn trước khi dùng.
Giá thép chênh nhau theo mác và thương hiệu; bạn có thể xem bảng giá thép CB300, CB400 các hãng được cập nhật theo từng đợt.
Câu hỏi thường gặp về mác thép
CB là viết tắt của gì?
Theo TCVN 1651:2018, CB là viết tắt của cốt bê tông. Ba chữ số phía sau là giới hạn chảy tính bằng MPa, chữ V là thép vằn, chữ T là thép tròn trơn.
CB300 và CB400 khác nhau thế nào?
CB400-V có giới hạn chảy tối thiểu 400 MPa và giới hạn bền 570 MPa, cao hơn CB300-V (300 và 450 MPa). CB400-V còn bị khống chế thành phần hóa học và đương lượng carbon để bảo đảm khả năng hàn.
SD295 và SD390 là gì?
Đó là mác thép thanh vằn theo tiêu chuẩn Nhật JIS G3112. SD295A có giới hạn chảy từ 295 MPa, SD390 từ 390 đến 510 MPa.
Mác thép và mác bê tông có liên quan gì?
Mác bê tông (M250, B20…) chỉ cường độ chịu nén của bê tông, mác thép chỉ cường độ của cốt thép. Kỹ sư kết cấu chọn cả hai cho phù hợp khi thiết kế cấu kiện bê tông cốt thép.
Mác thép CB600-V có hàn được không?
Không. TCVN 1651-2:2018 ghi rõ mác CB600-V không được sử dụng để hàn.